脉冲星物理高峰
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324 2 42I pp3
3c3 p4
式中除了磁场外，都是常数和观测量，可计算磁场
B2 max
1 c2
PP
sin2
4.制动指数
一般，假定自转频率变慢的规律是角速度的幂律形式
k n
K为常数，n为制动指数，由磁偶极模型可给出
2
2
脉冲星3物理高n 峰
3I
脉冲星物理参数
5.特征年龄
脉冲星的自转变化遵从如下规律
————————————————— 1933-1967(脉时冲星间物理漫高峰长的原因？)
1. 光学望远镜观测不到； 2. 偶然发现也是未知； 3. 射电望远镜：
1. 灵敏度不够（多数脉冲星流量密度 <0.1Jy,典型大射电望远镜本身噪音 100Jy）；
2. 时间常数：小周期信号被大时间观测平 滑掉；
脉冲星物理高峰
“我在这儿搞一项新的技术来拿博 士学位，可一帮傻乎乎的小绿人 却选择了我的天线和我的频率来 同我们通讯”。
1977年出版的一本由著名脉冲 星专家撰写的“脉冲星”专著的第 一页写道：“献给乔丝琳·贝尔博 士，没有她的有洞察力的、坚持 不断的努力，我们现在还可能没 有从事脉冲星研究的这份快乐。”
脉冲星物理高峰
脉冲星发现简史
1. 1933年中子星在理论上被预言； 2. 1934年提出超新星爆发可产生中子星； 3. 1939年提出了中子星结构； 4. 1967年意大利天文学家帕西尼paper
中指出“在蟹状星云中存在一个由中 子组成的星，它每秒自转多次，有很 强的磁场，磁偶极辐射给星云以能 量”； 5. 1967年英国剑桥大学的休伊什教授和 贝尔小姐意外发现射电脉冲星；
I 2MR2 5
可转动能损率为
dErot dt42IPP3
3.磁偶极辐射模型和磁场的估计
旋转周期为P的垂直磁矩为 的磁偶极辐射功率为
d d E tW d33 2 c34p 2 433 2 c34R o 6p B 4 m 2ax
R B 3
o ma脉x冲星物理高峰
脉冲星物理参数
磁 偶极模型是假定偶极辐射功率等于自转能损率，故
k n
p (2 )n1 kp 2n
pHale Waihona Puke Baidu
t
p n 2 d p 2 n 1 k d t
p0
t0
假定初期周期非常小，则积分后可得：
T t t0 P n 1 P
T P
2P
脉冲星物理高峰
脉冲星的观测特性 －观测技术
1. 灵敏度问题
射电望远镜观测脉冲星的灵敏度公式
Smin
CTsys Tsky G Nptintv
1954y~星际闪烁的推测
1964y~角径小于0.5~1角秒、 波长大于1米射电源可产生星 际闪烁
1965y~在蟹状星云得角径0.2 角秒的致密成份.
1965y~剑桥大学穆拉德射电 天文台新建射电望远镜接收波 长为3.7m,观测常数为0.1s.
脉冲星物理高峰
• 贝尔于1965年从格拉斯哥大学毕业获得科学学士学位，1969年于剑桥大学纽霍学院（ 后改名为默里·爱德华兹学院）获博士学位。在剑桥，她与休伊什等人共同建造[8] 利用 星际闪烁研究类星体的射电望远镜。在1967年7月，她在跟踪在天空中的星星的图表记 录上发现了少许的“浮渣”。贝尔女士发现，脉冲信号非常规律的以约每秒一次的脉冲率 跳动。这一脉冲的来源暂时被称为“小绿人1号”（Little Green Man 1，或LGM-1，现在 被称为PSR B1919+21），几年后被确认为一个快速旋转的脉冲星。
中子的引力势能由一个中子受体积内所有中子作用决定：
EGmn2AR
当中子的动能和引力能相等时，稳定态中子数如下
Ahc
G32
1 mn3
1057
脉冲星物理高峰
脉冲星物理参数
2.脉冲星的转动能损率
脉冲星的快速自转动能为:
E ro t I 22 22 I P 2
假设脉冲星是一个均匀球体，自转轴通过球心，其转动惯量
脉冲星物理高峰
脉冲星发现发展的几点意义
1. 20世纪60年代天文学四大发现之一； 2. 中子星的预言被证实； 3. 可预测引力波的存在； 4. 射电脉冲星和Ｘ射线脉冲星的关系被确
认； 5. 寻找太阳系之外行星系统最成功的例子； 6. 认知了中子星产生的主要机制； 7. “脉冲星”钟获得了较大的发展； 8. 成为研究星际介质的有力工具。
• 没有人猜测研究中子星的辐射特性及理论 模型
———————————————————————————————————————————————————
（休伊什教授，贝尔小姐）
脉冲星物理高峰
• 安东尼·休伊什FRS（英语：Antony Hewish，1924年5月11日－，生于 英格兰康沃尔郡福伊）是一位英国射电天文学家，与马丁·赖尔共同 获得1974年诺贝尔物理奖，以表彰休伊什在射电合成孔径的发展与脉 冲星被发现的参与，休伊什也是1969年英国皇家天文学会爱丁顿奖章 的得奖者。
脉冲星的物理部分
赫罗图（Hertzsprung-Russel diagram，简写为H-R diagram）是 丹麦天文学家赫茨普龙及由美国天 文学家罗素分别于1911年和1913年 各自独立提出的。后来的研究发现， 这张图是研究恒星演化的重要工具， 因此把这样一张图以当时两位天文 学家的名字来命名，称为赫罗图。 赫罗图 1.年青(引力为主) 2.主序（平衡） 主序后(辐射) 3.老年： 白矮星<1.44M 中子星1.44-2M 黑洞
W PW
C为观测资料的信噪比；
Tsys系统噪声温度；
脉冲星物理高峰
脉冲星的“赫罗图”
• 毫秒脉冲星（P<20ms）200 • 脉冲双星（双星中有一颗是脉
冲星）130 • X-ray脉冲星 80 • 反常X-ray脉冲星 12 • 磁星~10^15~10^17G 6 1. 在星团中发现的 98 2. 银河系之外 25 3. 双脉冲星 1
脉冲星物理高峰
脉冲星“视觉盛宴”
脉冲星物理高峰
脉冲星物理参数
1.中子星的质量：
假定中子星半径为Ｒ,全部由中子组成，共有Ａ个中子
每个中子所占空间为：V4R3 3A
中子平均间距: rav R A13 中子的动量与中子距离应满足测不准关系：Px rav h
中子星稳定的条件是中子动能和引力能近似：
E m a x P xc h cr a v h c A 13R
3c3 p4
式中除了磁场外，都是常数和观测量，可计算磁场
B2 max
1 c2
PP
sin2
4.制动指数
一般，假定自转频率变慢的规律是角速度的幂律形式
k n
K为常数，n为制动指数，由磁偶极模型可给出
2
2
脉冲星3物理高n 峰
3I
脉冲星物理参数
5.特征年龄
脉冲星的自转变化遵从如下规律
————————————————— 1933-1967(脉时冲星间物理漫高峰长的原因？)
1. 光学望远镜观测不到； 2. 偶然发现也是未知； 3. 射电望远镜：
1. 灵敏度不够（多数脉冲星流量密度 <0.1Jy,典型大射电望远镜本身噪音 100Jy）；
2. 时间常数：小周期信号被大时间观测平 滑掉；
脉冲星物理高峰
“我在这儿搞一项新的技术来拿博 士学位，可一帮傻乎乎的小绿人 却选择了我的天线和我的频率来 同我们通讯”。
1977年出版的一本由著名脉冲 星专家撰写的“脉冲星”专著的第 一页写道：“献给乔丝琳·贝尔博 士，没有她的有洞察力的、坚持 不断的努力，我们现在还可能没 有从事脉冲星研究的这份快乐。”
脉冲星物理高峰
脉冲星发现简史
1. 1933年中子星在理论上被预言； 2. 1934年提出超新星爆发可产生中子星； 3. 1939年提出了中子星结构； 4. 1967年意大利天文学家帕西尼paper
中指出“在蟹状星云中存在一个由中 子组成的星，它每秒自转多次，有很 强的磁场，磁偶极辐射给星云以能 量”； 5. 1967年英国剑桥大学的休伊什教授和 贝尔小姐意外发现射电脉冲星；
I 2MR2 5
可转动能损率为
dErot dt42IPP3
3.磁偶极辐射模型和磁场的估计
旋转周期为P的垂直磁矩为 的磁偶极辐射功率为
d d E tW d33 2 c34p 2 433 2 c34R o 6p B 4 m 2ax
R B 3
o ma脉x冲星物理高峰
脉冲星物理参数
磁 偶极模型是假定偶极辐射功率等于自转能损率，故
k n
p (2 )n1 kp 2n
pHale Waihona Puke Baidu
t
p n 2 d p 2 n 1 k d t
p0
t0
假定初期周期非常小，则积分后可得：
T t t0 P n 1 P
T P
2P
脉冲星物理高峰
脉冲星的观测特性 －观测技术
1. 灵敏度问题
射电望远镜观测脉冲星的灵敏度公式
Smin
CTsys Tsky G Nptintv
1954y~星际闪烁的推测
1964y~角径小于0.5~1角秒、 波长大于1米射电源可产生星 际闪烁
1965y~在蟹状星云得角径0.2 角秒的致密成份.
1965y~剑桥大学穆拉德射电 天文台新建射电望远镜接收波 长为3.7m,观测常数为0.1s.
脉冲星物理高峰
• 贝尔于1965年从格拉斯哥大学毕业获得科学学士学位，1969年于剑桥大学纽霍学院（ 后改名为默里·爱德华兹学院）获博士学位。在剑桥，她与休伊什等人共同建造[8] 利用 星际闪烁研究类星体的射电望远镜。在1967年7月，她在跟踪在天空中的星星的图表记 录上发现了少许的“浮渣”。贝尔女士发现，脉冲信号非常规律的以约每秒一次的脉冲率 跳动。这一脉冲的来源暂时被称为“小绿人1号”（Little Green Man 1，或LGM-1，现在 被称为PSR B1919+21），几年后被确认为一个快速旋转的脉冲星。
中子的引力势能由一个中子受体积内所有中子作用决定：
EGmn2AR
当中子的动能和引力能相等时，稳定态中子数如下
Ahc
G32
1 mn3
1057
脉冲星物理高峰
脉冲星物理参数
2.脉冲星的转动能损率
脉冲星的快速自转动能为:
E ro t I 22 22 I P 2
假设脉冲星是一个均匀球体，自转轴通过球心，其转动惯量
脉冲星物理高峰
脉冲星发现发展的几点意义
1. 20世纪60年代天文学四大发现之一； 2. 中子星的预言被证实； 3. 可预测引力波的存在； 4. 射电脉冲星和Ｘ射线脉冲星的关系被确
认； 5. 寻找太阳系之外行星系统最成功的例子； 6. 认知了中子星产生的主要机制； 7. “脉冲星”钟获得了较大的发展； 8. 成为研究星际介质的有力工具。
• 没有人猜测研究中子星的辐射特性及理论 模型
———————————————————————————————————————————————————
（休伊什教授，贝尔小姐）
脉冲星物理高峰
• 安东尼·休伊什FRS（英语：Antony Hewish，1924年5月11日－，生于 英格兰康沃尔郡福伊）是一位英国射电天文学家，与马丁·赖尔共同 获得1974年诺贝尔物理奖，以表彰休伊什在射电合成孔径的发展与脉 冲星被发现的参与，休伊什也是1969年英国皇家天文学会爱丁顿奖章 的得奖者。
脉冲星的物理部分
赫罗图（Hertzsprung-Russel diagram，简写为H-R diagram）是 丹麦天文学家赫茨普龙及由美国天 文学家罗素分别于1911年和1913年 各自独立提出的。后来的研究发现， 这张图是研究恒星演化的重要工具， 因此把这样一张图以当时两位天文 学家的名字来命名，称为赫罗图。 赫罗图 1.年青(引力为主) 2.主序（平衡） 主序后(辐射) 3.老年： 白矮星<1.44M 中子星1.44-2M 黑洞
W PW
C为观测资料的信噪比；
Tsys系统噪声温度；
脉冲星物理高峰
脉冲星的“赫罗图”
• 毫秒脉冲星（P<20ms）200 • 脉冲双星（双星中有一颗是脉
冲星）130 • X-ray脉冲星 80 • 反常X-ray脉冲星 12 • 磁星~10^15~10^17G 6 1. 在星团中发现的 98 2. 银河系之外 25 3. 双脉冲星 1
脉冲星物理高峰
脉冲星“视觉盛宴”
脉冲星物理高峰
脉冲星物理参数
1.中子星的质量：
假定中子星半径为Ｒ,全部由中子组成，共有Ａ个中子
每个中子所占空间为：V4R3 3A
中子平均间距: rav R A13 中子的动量与中子距离应满足测不准关系：Px rav h
中子星稳定的条件是中子动能和引力能近似：
E m a x P xc h cr a v h c A 13R